EP1621031A2

EP1621031A2 - Verfahren zum betrieb eines funkkommunikationssystems

Info

Publication number: EP1621031A2
Application number: EP04723194A
Authority: EP
Inventors: Christina Gessner; Jean-Michel Traynard
Original assignee: Siemens AG; Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2006-02-01
Also published as: JP2006525689A; AU2004237277A1; US20080200197A1; CN1820524A; DE10320418B3; WO2004100460A2; WO2004100460A3; RU2005138037A; MXPA05011987A; KR20060009290A; BRPI0410241A

Abstract

Es ist ein Datendienst vorgesehen, bei dem eine netzseitige Funkstation (BSS) Daten aussendet, die von mindestens einer Teilnehmerstation (MS) empfangen werden können, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation (MS) und der netzseitigen Funkstation (BSS) eingerichtet ist. Funkparameter für die Aussendung der Daten werden in Abhängigkeit von Leistungsmerkmalen von Teilnehmerstationen (MS) eingestellt, die sich in einem der netzseitigen Funkstation (BSS) zugeordneten Gebiet aufhalten. Die Information über die sich in dem Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen (MS) und über die Leistungsmerkmale dieser Teilnehmerstationen (MS) erhält die netzseitige Funkstation (BSS) insbesondere von einer übergeordneten Netzeinheit (SGSN).

Description

Beschreibung

Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems.

Funkkommunikationssysteme dienen der Übertragung von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation. Ein Beispiel für ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilf nknetz, sowie dessen Weiterentwicklung GPRS, dessen Architektur zum Beispiel in B. Walke, Mobilfunknetze und ihre Protokolle, Band 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, Seite 139 bis 151 und Seite 295 bis 311 beschrieben ist. Dabei ist zur Übertragung eines Teilnehmersignals jeweils ein durch einen schmalbandi- gen Frequenzbereich und einen Zeitschlitz gebildeter Kanal vorgesehen.

Zur Paketdatenvermittlung umfasst ein Funkkommunikationssystem, zum Beispiel ein GSM-Mobilfunknetz mit GPRS, eine Vielzahl von Paketdatendienstknoten (Serving GPRS Support Node SGSN) , die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festdatennetz herstellen. Zur leitungsvermittelten Datenübertragung umfasst das Funkkommunikationssystem Mobilvermittlungsstellen, die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festnetz herstellen. Die Paketdatendienstknoten und die Mobilvermittlungsstellen sind ferner mit Basisstationssteuerungen (BSC) verbunden. Jede Basisstationssteuerung ermöglicht wiederum eine Verbindung zu mindestens einer Basisstation (BTS) und nimmt die Verwaltung der funktechnischen Ressourcen der angeschlossenen Basisstationen vor. Basisstation und Basistationssteuerung werden als Basisstationssystem bezeichnet. Eine Basisstation ist eine Sende/Empfangseinheit, die über eine Funkschnittstelle eine Nachrichtenverbindung zu Teilnehmerstationen aufbauen kann. Man unterscheidet zwei Betriebsmodi einer Teilnehmerstation: Im Ruhezustand, für den in der Fachwelt der Begriff "idle mode" gebräuchlich ist, besteht keine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und einer Basisstation. Im de- dizierten Zustand, für den auch der Begriff "dedicated mode" gebräuchlich ist, besteht eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und einer Basisstation, in der der Teilnehmerstation ein dedizierter Kanal zugeordnet ist, über den eine Nachrichtenübertragung erfolgen kann.

Es sind neuartige Datendienste vorgeschlagen worden, bei denen eine Funkstation, zum Beispiel eine Basisstation, Daten aussendet, ohne dass diese Daten einer speziellen Verbindung zugeordnet sind. Vielmehr werden die Daten im Sinne einer Rundfunkaussendung gesendet und können von allen im Funkkommunikationsnetz befindlichen Teilnehmerstationen insbesondere innerhalb der Reichweite der Basisstation oder einer definierten Gruppe von im Funkkommunikationssystem befindlichen Teilnehmerstationen empfangen werden. Die empfangenden Teilnehmerstationen können sich dabei im Ruhezustand, d.h. Idle Mode, befinden. Zu diesen Diensten gehört auch der unter dem Begriff "Multimedia Broadcast Multicast Services" mit der Abkürzung "MBMS" für den GERAN-Standard und den UTRAN-Standard vorgeschlagene Dienst. Hierzu wird beispielhaft auf die folgenden technischen Spezifikationen verwiesen: 3GPP TR 25.992, VI.2.0 (2003-01) "Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS); UTRAN/GERAN Requirements", TR 23.846, V6.1.0 (2002- 12) "MBMS; Architecture and functional description (Release 6)", und TS 22.146, V6.1.0 (2002-09) "MBMS; Stage 1 (Release 6)".

Potenzielle Teilnehmer derartiger Datendienste können sich im Funkkommunikationssystem registrieren lassen. Sie werden dann mit einer Kennung versehen und können als Gruppe bestimmten Signalisierungskanälen, zum Beispiel als Paging-Gruppe einem Paging-Kanal, zugewiesen werden. Die Abrechnung für diese Dienste erfolgt über die Registrierung.

In diesen Datendiensten werden die Daten ausschließlich von einer netzseitigen Funkstation ausgesendet. Da zwischen potenziellen Teilnehmern des Datendienstes und der netzseitigen Funkstation keine dedizierte Verbindung aufgebaut ist, liegen der netzseitigen Funkstation in der Regel keine Informationen über die Leistungsmerkmale der an dem Datendienst teilnehmenden Teilnehmerstationen vor. Die Aussendung der Daten muss daher von der netzseitigen Funkstation so konfiguriert werden, dass ein Empfang für alle Teilnehmerstationen möglich ist. Die Konfigurierung muss sich daher an den minimalen Leistungsmerkmalen von Teilnehmerstationen orientieren, die in dem Funkkommunikationssystem betrieben werden können. Leistungsmerkmale von höherwertigen Teilnehmerstationen, die über die minimalen Leistungsmerkmale hinausgehen, können nur im Rahmen einer dedizierten Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die für derartige Datendienste wegen der erforderlichen Funkressourcen nicht eingesetzt werden soll, berücksichtigt werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems anzugeben, bei dem für Datendienste, bei denen eine netzseitige Funkstation Daten aussendet, ohne dass diese Daten einer speziellen Verbindung zugeordnet sind, über eine Minimalkonfiguration hinausgehende Leistungsmerkmale von Teilnehmerstationen berücksichtigt werden können.

Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren sowie eine Anordnung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .

Es ist ein Datendienst vorgesehen, bei dem eine netzseitige Funkstation Daten aussendet, die von mindestens einer Teilnehmerstation empfangen werden können, ohne dass eine logi- sehe Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist. Die netzseitige Funkstation ist beispielsweise als Basisstationssystem (BSS - Base Station System) ausgebildet. Über den Datendienst werden beispielsweise kurze Videoclips ausgesendet. In der Regel wird der Datendienst von mehr als einer Teilnehmerstation empfangen. Die Aussendung der Daten erfolgt im Sinne einer Rundfunkaussendung. Die Funkparameter für die Aussendung der Daten werden in Abhängigkeit von Leistungsmerkmalen von Teilnehmerstationen eingestellt, die sich in einem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhalten.

Bei dem Verfahren wird somit berücksichtigt, welche Leistungsmerkmale Teilnehmerstationen unterstützen, die tatsächlich potenzielle Teilnehmer des Datendienstes sind, weil sie sich in dem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhalten. Teilnehmerstationen, die sich ausserhalb dieses Gebietes aufhalten und die gegebenenfalls weniger Leistungsmerkmale unterstützen, werden bei der Einstellung der Funkparameter nicht berücksichtigt. Die Aussendung der Daten kann somit mit den Funkparametern erfolgen, die von der Teilnehmerstation in dem Gebiet mit den schlechtesten bzw. wenigsten Leistungsmerkmalen unterstützt werden kann. Die Leistungsmerkmale betreffen beispielsweise unterschiedliche Modulati- ons- und Kodierschemata oder die Eigenschaft von Teilnehmerstationen, Daten über mehr als einen Zeitschlitz empfangen zu können, für die in der Fachwelt der Begriff Multislotfähig- keit gebräuchlich ist.

Ein Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, dass Teilnehmerstationen mit anspruchsvollen Leistungsmerkmalen, soweit möglich, diese Leistungsmerkmale auch nutzen können. Information, die das Basisstationssystem dazu braucht, werden innerhalb des Funkkommunikationssystems bereitgestellt, ohne dass der Signalisierungsverkehr auf der Luftschnittstelle zwischen Teilnehmerstation und Basisstationssystem davon belastet würde. Vorzugsweise liegt in einer Netzeinheit, die der netzseitigen Funkstation übergeordnet ist, eine Information über die sich in dem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen und eine Information über die Leistungsmerkmale dieser Teilnehmerstationen vor. Die übergeordnete Netzeinheit übermittelt dann der netzseitigen Funkstation eine Nachricht, anhand der die netzseitige Funkstation die Funkparameter für die Aussendung der Daten einstellt.

Beispielsweise entspricht die übergeordnete Netzeinheit einer Paketdatenvermittlungseinheit, wie sie unter dem Begriff SGSN in einem nach dem GERAN-Standard oder in einem entsprechend dem UTRAN-Standard aufgebauten Funkkommunikationssystem vorgesehen ist. In der Paketdatenvermittlungseinheit werden Aufenthaltsdaten, so genannte Routing-Informationen, für alle in einem Aufenthaltsgebiet, für das der Begriff Routing-Area verwendet wird, befindlichen Teilnehmerstationen gesammelt. Diese Routing-Information kann verwendet werden, um die sich in dem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen zu bestimmen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das der netzseitigen Funkstation zugeordnete Gebiet der Routing-Area entspricht. Das der netzseitigen Funkstation zugeordnete Gebiet kann jedoch auch nur einen Teil der Routing-Area, beispielsweise eine Funkzelle, die von der netzseitigen Funkstation bedient wird, betreffen.

Vorzugsweise wird diese Nachricht übermittelt, ehe in der netzseitigen Funkstation Funkressourcen für den Datendienst zugewiesen werden. Dieses kann beispielsweise bei dem MBMS Radio Access Bearer Setup erfolgen, der im UTRAN Standard vorgesehen ist, oder beim PFC (Packet flow context) Setup, der im GERAN Standard vorgesehen ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Nachricht, die von der übergeordneten Netzeinheit an die netzseitige Funkstation übermittelt wird, die Informationen über die Leistungsmerkmale aller Teilnehmerstationen, die sich in dem Gebiet aufhalten. In diesem Fall erfolgt in der netzseitigen Funkstation eine Auswertung dieser Informationen, bei der festgestellt wird, welches eine minimale Leistungsmerkmalskombination ist, die von allen sich im Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen unterstützt wird. Diese minimale Leistungsmerkmalskombination wird dann bei der Einstellung der Funkparameter für die Aussendung des Datendienstes zugrunde gelegt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird in der übergeordneten Netzeinheit eine minimale Leistungsmerkmalskombination ermittelt, die von allen im Gebiet befindlichen Teilnehmerstationen unterstützt wird. Die Nachricht an die netzseitige Funkstation enthält in diesem Fall nur eine Information über die minimale Leistungsmerkmalskombination. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass zwischen der übergeordneten Netzeinheit und der netzseitigen Funkstation weniger Daten übertragen werden und dass der Prozessor der netzseitigen Funkstation nicht mit dieser Auswertung belastet wird.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in der übergeordneten Netzeinheit eine Information über die Registrierung der jeweiligen Teilnehmerstation zur Teilnahme an dem Datendienst vorliegt und die übergeordnete Netzeinheit bei der Registrierung der Teilnehmerstation die Information über die Leistungsmerkmale der Teilnehmerstation erhält.

Alternativ sendet die Teilnehmerstation im Falle eines Ortswechsels eine Meldung an die übergeordnete Netzeinheit, die die Information über die Leistungsmerkmale der Teilnehmerstation enthält. Dieses kann beispielsweise im Rahmen der Meldungen erfolgen, die zum Austausch der Routing-Information gemäß GERAN-Standard beziehungsweise UTRAN-Standard ohnehin vorgesehen sind. Vorzugsweise werden die Funkparameter für die Aussendung des Datendienstes verändert, wenn sich die Anzahl der sich in dem Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen ändert. Verlässt somit eine Teilnehmerstation das Gebiet, so wird überprüft, ob die minimale Leistungsmerkmalskombination, die bei der Einstellung der Funkparameter zugrundegelegt wurde, noch der aktuellen minimalen Leistungsmerkmalskombination der im Gebiet verbliebenen Teilnehmerstationen entspricht. Hat beispielsweise die Teilnehmerstation mit der geringsten Leistungsmerk- malskombination das Gebiet verlassen, so erfolgt eine Neueinstellung der Funkparameter entsprechend der nun aktuellen minimalen Leistungsmerkmalskombination, die von den verbliebenen Teilnehmerstationen unterstützt wird. Kommt andererseits eine Teilnehmerstation hinzu, so wird überprüft, ob diese Teilnehmerstation alle Leistungsmerkmale unterstützt, die in der minimalen Leistungsmerkmalskombination, die der aktuellen Einstellung der Funkparameter zugrunde gelegt wurde, enthalten sind. Unterstützt die neu hinzugekommene Teilnehmerstation weniger Leistungsmerkmale, als in der verwendeten minimalen Leistungsmerkmalskombination enthalten sind, so wird eine aktualisierte Leistungsmerkmalskombination bestimmt, die einer Neueinstellung der Funkparameter für die Aussendung des Datendienstes zugrunde gelegt wird. Damit wird sichergestellt, dass auch die neu hinzugekommene Teilnehmerstation den Datendienst empfangen kann.

Werden die Informationen über die im Gebiet befindlichen Teilnehmerstationen und deren Leistungsmerkmale in der übergeordneten Netzeinheit verwaltet, so ist es vorteilhaft, die netzseitige Funkstation regelmäßig oder jeweils bei einer Änderung über diese Informationen zu benachrichtigen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Nachrichtenaustausch beim Aufbau einer Aussendung eines Datendienstes. An dem Datendienst, beispielsweise einem MBMS, sind eine oder mehrere Teilnehmerstationen MS, ein Basisstationssystem BSS, das eine Basisstationssteuerung BSC und eine Basisstation BTS umfasst, und eine Paketdatenvermittlungseinheit SGSN beteiligt. Zunächst erfolgt eine Registrierung 1 der Teilnehmer- Station MS bei der Paketdatenvermittlungseinheit SGSN. Die Registrierung 1 umfasst beispielsweise den Umfang der im Rahmen des Datendienstes zu empfangenden Daten, Informationen über die Teilnehmerstation, die zur Abrechnung des Daten- dienstes erforderlich sind und eine Information über Leistungsmerkmale, die die Teilnehmerstation MS unterstützt. Die Registrierung 1 erfolgt in der Regel unabhängig von einer aktuellen Aussendung im Rahmen des Datendienstes. In der Regel erfolgt die Registrierung 1 zwischen einer Vielzahl an Teilnehmerstationen MS und der Paketdatenvermittlungseinheit SGSN.

Zu Beginn einer Aussendung von Daten im Rahmen des Datendienstes erfolgt eine Ankündigung 2, mit der über einen Rundsendekanal von der Paketdatenvermittlungseinheit SGSN auf die beabsichtigte Aussendung hingewiesen wird. Die Ankündigung 2 kann von allen im Sendebereich des SGSN befindlichen Teilnehmerstationen MS empfangen werden, so dass sich potenzielle Teilnehmer auf den Empfang der Daten einrichten können.

Die Paketdatendiensteinheit SGSN sendet eine Nachricht 3 an das Basisstationssystem BSS, die eine Information über die sich in einem dem Basisstationssystem BSS zugeordneten Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen MS und eine Information über die Leistungsmerkmale dieser Teilnehmerstationen MS enthält. Die Nachricht 3 enthält beispielsweise die minimale Leistungsmerkmalskombination, die von allen im Gebiet befindlichen Teilnehmerstationen MS unterstützt wird.

Die Information, welche Teilnehmer MS sich in dem Gebiet aufhalten, entnimmt die Paketdatenvermittlungseinheit SGSN den gemäß GERAN- beziehungsweise UTRAN-Standard regelmäßig gesendeten Routing-Informationen.

Anhand der der Nachricht 3 entnommenen minimalen Leistungs- merkmalsko bination stellt die Basisstationssteuerung BSC innerhalb des Basisstationssystems BSS Funkparameter ein, die für eine nachfolgende Aussendung 4 der Daten von dem Basis- stationssystem BSS an potenziell teilnehmende Teilnehmerstationen MS verwendet wird.

Verlässt eine Teilnehmerstation MS das dem Basisstationssystem BSS zugeordnete Gebiet, so erhält die Paketdatenvermittlungseinheit SGSN eine Information über diesen Aufenthaltortswechsel. Daraufhin wird in der Paketdatenvermittlungseinheit SGSN eine aktualisierte minimale Leistungsmerkmalskombination bestimmt und über eine weitere Nachricht dem Basisstationssystem BSS übermittelt. Unterscheiden sich die aktualisierte minimale Leistungsmerkmalskombination und die zu vor zugrunde gelegte minimalen Leistungsmerkmalskombination, so stellt die Basisstationssteuerung BSC innerhalb des Basisstationssystems BSS die Funkparameter für die weitere Aussendung des Datendienstes neu ein.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems, bei dem ein Datendienst vorgesehen ist, bei dem eine netzseitige Funkstation Daten aussendet, die von mindestens einer Teilnehmerstation empfangen werden können, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist, und bei dem Funkparameter für die Aussendung der Daten in Abhängigkeit von Leistungsmerkmalen von Teilnehmerstationen eingestellt werden, die sich in einem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in einer der netzseitigen Funkstation übergeordneten Netzeinheit eine Information über die sich in dem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen und eine Information über die Leistungsmerkmale dieser Teilnehmerstationen vorliegen, bei dem die Netzeinheit der netzseitigen Funkstation eine Nachricht übermittelt, anhand der die netzseitige Funkstation die Funkparameter für die Aussendung der Daten einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Nachricht die Informationen über die Leistungsmerkmale der Teilnehmerstationen enthält, die sich in dem Gebiet aufhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in der Netzeinheit die minimale Leistungsmerkmalskombination ermittelt wird, die von den im Gebiet befindlichen Teilnehmerstationen unterstützt wird, bei dem die Nachricht eine Information über die minimale Leistungsmerkmalskombination enthält .

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem in der Netzeinheit eine Information über die Registrierung der Teilnehmerstation zur Teilnahme an dem Datendienst vorliegt, bei dem die Netzeinheit bei der Registrierung der Teilnehmerstation die Information über die Leistungsmerkmale der Teilnehmerstation erhält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Teilnehmerstation im Falle eines Ortswechsels eine Meldung an die übergeordnete Netzeinheit sendet, die die Information über die Leistungsmerkmale der Teilnehmerstation enthält .

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Funkparameter für die Aussendung der Daten verändert werden, wenn sich die Anzahl der sich in dem Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen ändert.

8. Anordnung zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems, mit einer netzseitigen Funkstation zum Aussenden von Daten eines Datendienstes zu zumindest einer in einem der netzseitigen Funkstation zugeordneten Gebiet befindlichen Teilnehmerstation mit Funkparametern, die in Abhängigkeit von Leistungsmerkmalen von sich in dem Gebiet aufhaltenden Teilnehmerstationen eingestellt werden, wobei zwischen der zumindest einen Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation keine logische Verbindung eingerichtet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, bestehend aus einer Basisstationssteuerung (BSC) und zumindest einer Basisstation (BS) .